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1、生 物 碱 Alkaloid 第九章 1、 掌握生物碱的 定义 、 理化性质中溶解性 、 碱性 、 沉淀反应； 2、 掌握生物碱的碱性与生物碱分子结构的关系及其在提取分离中的应用； 3、 掌握生物碱提取分离方法 。 本 章 内 容 第一节 概述 第二节 理化性质 第三节 提取分离 含 负氧化态氮原子 ； 存在于生物有机体中的 环状化合物 。 一 、 生物碱的定义 第一节 概 述 吗啡碱 HOHN MeHOONCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 O罂粟碱 麻黄碱 HHN H C H 3OHCH 3CH 3 ONNHO奎宁 HONOOOCH 3三尖杉碱 OHONNOO喜树碱 NOCOCC
2、 6 H 5CH 2 OHCH 3莨菪碱 N HNNNHOH 3 COOCOCOCH 3COOCH 3OHCH 3 OR长春碱 H 3 C O O C O C H 3CH 3 ON HNOOO C H 3O C H 3O C H 3利血平 MeOMeOMeORONHCOMe秋水仙碱 NNONNOO苦参碱 氧化苦参碱CH 3NN菸碱 第一节 概 述 二、分布 生物碱主要分布在高等植物中； 相近种属往往含有类似的生物碱； 植物中往往含有数种甚至几十种生物碱 ; 1.游离碱 ：少数碱性极弱生物碱。 2.成 盐 有机酸 ：柠檬酸、酒石酸等； 特殊的酸 ：乌头酸、绿原酸等； 无机酸 ：硫酸、盐酸等。 3
3、.酰 胺 ：秋水仙碱、喜树碱等。 三 、 存在形式 第一节 概 述 4.N-氧化物 6.其他：亚胺、烯胺等。 三 、 存在形式 第一节 概 述 C N CN C CNNNNOON OHNOO NCNO1.按植物来源分类 ； 如：石蒜生物碱，长春花生物碱； 2.按化学结构分类 ； 如：异喹啉生物碱、甾体生物碱； 3.按生源结合化学分类 ； 如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。 第一节 概 述 四 、 分类 第二节 理化性质 一、性 状 1. 形 态 多为结晶固体，少为粉末；有一定熔点； 少数常温下为液体； 3. 挥发性 2. 味 觉 多具苦味。 4. 颜色 多为无色或白色。 NOOO M eO M e
4、NOOO M eO M eZnH2S O4+小檗碱 四氢小檗碱（黄色） （无色）一、性 状 第二节 理化性质 多为左旋光性； 有的产生变旋现象； 如：烟碱 中性溶液 左旋光性 酸性溶液 右旋光性 多数左旋体呈显著生理活性。 如：去甲乌头碱 左旋 强心作用 右旋 无强心作用 第二节 理化性质 二、 旋光性 （ 1） 多数叔胺和仲胺生物碱具有亲脂性 ; 季铵碱 和某些 N-氧化物 可水溶； 第二节 理化性质 三、溶解度 1、 游离碱 （ 2） 含羧基生物碱能溶于 NaHCO3溶液中； 具内酯结构的生物碱易溶于热 NaOH溶液中； 含酚羟基的生物碱能溶于 NaOH溶液中。 多易溶于水，不溶或难溶有机
5、溶剂； 无机酸盐 有机酸盐； 含氧酸盐 卤代酸盐； 三、溶解度 第二节 理化性质 2、 生物碱盐 用途： 鉴别 试管、 TLC或 PPC显色剂； 提取分离 检查是否提取完全。 第二节 理化性质 四、沉淀反应 金属盐类： 碘 -碘化钾 （ Wagner） KI-I2 棕褐色沉淀 碘化铋钾 （ Dragendoff） BiI3KI 红棕色沉淀 碘化汞钾 （ Mayer试剂） HgI22KI 类白色沉淀 氯化金 (3%)（ Suric chloride） HAuCl4 黄色晶形沉淀 四、沉淀反应 第二节 理化性质 1. 沉淀试剂 酸 类： 硅钨酸 (Bertrand试剂 )SiO212WO3 乳白色
6、 酚酸类： 苦味酸 (Hager试剂 ) 黄色 复 盐： 雷氏铵盐 硫氰酸铬铵试剂 生成难溶性复盐 紫红色 四、沉淀反应 第二节 理化性质 1. 沉淀试剂 （ 1） 通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行； （若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀） （ 2） 在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量 50%； （当醇含量 50%时可使沉淀溶解） （ 3） 沉淀试剂不易加入过量。 四、沉淀反应 第二节 理化性质 2. 沉淀反应条件 （ 1） 鉴别时每种 Alk需采用三种以上沉淀试剂； （沉淀试剂对各种 Alk的灵敏度不同） （ 2） 直接对中药酸提液进行沉淀反应，则 阳性 结果 不能判定 Alk的存在 阴性
7、 结果可判断无 Alk存在 四、沉淀反应 第二节 理化性质 3. 结果判断 中草药醇提液 H2O CHCl3 H+ / CHCl3萃取 H2O CHCl3 生物碱沉淀试剂 + OH- / CHCl3萃取 H+ H2O CHCl3 生物碱沉淀试剂 + Labat反应： 5%没食子酸的醇溶液 具有 亚甲二氧基 结构呈翠绿色 Vitali反应 ： 发烟硝酸和苛性碱醇溶液 结构中有 苄氢 存在则呈阳性反应 第二节 理化性质 五、显色反应 1. 碱性的来源 N : N : H+ H+生物碱 生物碱盐第二节 理化性质 六、碱 性 2. 碱性强弱的表示方法 六、碱性 第二节 理化性质 B + H 2 O B
8、 H + O H+ - B O H + -K b = B H pKa: 12 极弱碱 弱 碱 中强碱 强碱 六、碱性 第二节 理化性质 2. 碱性强弱的表示方法 碱性基团的 pKa值大小顺序： 胍基 季铵碱 脂肪胺基 芳杂环（吡啶） 酰胺基 （ 1） 杂化方式 六、碱性 第二节 理化性质 3. 影响碱性强弱的因素 N( ) (C N )sp 3 sp 2 sp( )NpKa 10 5 6 0 1 Npka = 5.4（ sp2） pka = 5.2（ sp2） pka = 11.2（ sp3） H Npka = 9.5（ sp3） N N六、碱性 第二节 理化性质 （ 2） 诱导效应 pka
9、9.3 10.6 10.7 9.74连接供电基团则使碱性增强。 六、碱性 第二节 理化性质 N H 3 M e N H 2 NH M eM e M e N M eM e仲胺 叔胺伯胺胺氨 伯胺 仲胺 叔胺 氮原子附近若有吸电基团，碱性减弱。 N C H3HC O O C H3O CON C H3HO CO可卡因 托哌可卡因p K a = 8 . 3 1 p K a = 9 . 8 8（ 2） 诱导效应 六、碱性 第二节 理化性质 （ 3） 诱导 场效应： 六、碱性 第二节 理化性质 碱性降低 NNH+ H+ 诱导效应 静电场效应 pka = 8.1 金雀花碱 NNOMeOMeHHOMeOMe.
10、Hpka = 0.89 吐 根 碱 六、碱性 第二节 理化性质 氮原子孤电子对处于 p共轭体系时，碱性减弱。 六、碱性 第二节 理化性质 （ 4） 共轭效应 pka = 7.88 pka = 1.76 N NMe MeMeHNCOO12六、碱性 第二节 理化性质 OMeOMeOMeORNHCOMe秋水仙碱 pka = 1.84 六、碱性 第二节 理化性质 C N HH 2NH2N. .H +OH -pka = 13.6 C N H 2H 2NH 2N.+.六、碱性 第二节 理化性质 （ 5） 空间效应 NNO CO OMeOMeOMeOMeMeCOOCMeO.利血平 pka = 6.07 NN
11、O161苦参碱六、碱性 第二节 理化性质 （ 6） 分子内氢键 六、碱性 第二节 理化性质 NNOEtH HHCOOMeOMeHH+和钩藤碱 pka = 6.32 NEtH HHCOOMeOMeHNOH+异和钩藤碱 pka = 5.20 若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。 碱性强弱： A r - N H 2N+O H N H N H 2 NONH季铵 仲胺 伯胺 叔胺 芳胺 酰胺-供电- - 碱性共轭、诱导吸电- 碱性六、碱性 第二节 理化性质 影响碱性强弱的因素 六、碱性 第二节 理化性质 影响碱性强弱的因素 空间效应与诱导效应共存时，前者居主导地位； 诱导效应与共轭效应共存时，后者影
12、响较大。 比较碱性强弱： NNNOM eH1 23e vo d i a m i n e吴茱萸碱B1 3 2NNHC O N H C HM eHC H2O HM eC123麦角新碱er go no v i ne2 1 31. 酸水提取法 （离子交换树脂法、沉淀法） 2. 醇类溶剂提取法 3. 与水不相混溶的有机溶剂提取法 第三节 提取分离 一、提 取 1. 酸水提取法 ：冷提法（渗漉法、冷浸法） 酸性水 （ 0.5% 1%） H2SO4、 HCl、 HOAc等 生 药 H+/H2O 药 渣 Alk OH-/H2O H+/H2O OH- 弱碱及杂质 亲水性 Alk 一、提取 第三节 提取分离 （ 1） 离子交换树脂法 一、提取 第三节 提
